Table des matières
- 1. Présentation du produit
- 2. Analyse des paramètres techniques
- 2.1 Caractéristiques électriques / optiques (à Ts = 25°C)
- 2.2 Valeurs maximales absolues
- 3. Explication du système de groupement
- 3.1 Tension directe et flux lumineux (IF = 5 mA)
- 4. Analyse des courbes de performance
- 4.1 Tension directe en fonction du courant direct
- 4.2 Courant direct en fonction de l'intensité relative
- 4.3 Effets de la température
- 4.4 Répartition spectrale
- 4.5 Diagramme de rayonnement
- 5. Informations mécaniques et d'emballage
- 5.1 Dimensions du boîtier
- 5.2 Motifs de soudure
- 5.3 Identification de la polarité
- 6. Directives de soudure et d'assemblage
- 6.1 Profil de soudure par refusion
- 6.2 Soudure manuelle
- 6.3 Réparation
- 7. Emballage et informations de commande
- 7.1 Spécification d'emballage
- 7.2 Informations sur l'étiquette
- 7.3 Conditions de stockage
- 8. Recommandations d'application
- 8.1 Conception du circuit
- 8.2 Gestion thermique
- 8.3 Compatibilité environnementale
- 8.4 Protection contre les décharges électrostatiques
- 9. Résumé des tests de fiabilité
- 10. Foire aux questions
- Terminologie des spécifications LED
- Performance photoelectrique
- Paramètres électriques
- Gestion thermique et fiabilité
- Emballage et matériaux
- Contrôle qualité et classement
- Tests et certification
1. Présentation du produit
Le RF-GW1608DS-DD-B0 est une LED blanche haute performance conçue pour des applications d'indication et d'éclairage général. Il utilise une puce bleue combinée à un phosphore jaune pour produire une lumière blanche froide. Logée dans un boîtier miniature CMS 1608 (1,6 mm x 0,8 mm x 0,55 mm), cette LED offre une excellente luminosité et un large angle de vue tout en maintenant une faible consommation d'énergie. Les caractéristiques clés incluent un angle de vue extrêmement large (140°), une compatibilité avec les processus d'assemblage SMT standard, la conformité RoHS et un niveau de sensibilité à l'humidité de classe 3. La LED est idéale pour les indicateurs optiques, le rétroéclairage de commutateurs et de symboles, les affichages d'appareils électroménagers et d'autres applications d'éclairage général. Avec un courant direct nominal de 20 mA (max 60 mA en impulsion) et une dissipation de puissance de 68 mW, elle offre des performances fiables sur une plage de température de fonctionnement de -40°C à +85°C.
2. Analyse des paramètres techniques
2.1 Caractéristiques électriques / optiques (à Ts = 25°C)
La LED est caractérisée à un courant d'essai IF = 5 mA. La tension directe (VF) est triée en plusieurs groupes allant de 2,6 V à 3,4 V. Les groupes F1-F2 couvrent 2,6-2,8 V, G1-G2 couvrent 2,8-3,0 V, H1-H2 couvrent 3,0-3,2 V et I1-I2 couvrent 3,2-3,4 V. La VF typique est d'environ 2,7-3,1 V selon le groupe. L'intensité lumineuse (IV) à 5 mA est classée en I00 (230-350 mcd), J00 (350-530 mcd), K00 (530-800 mcd) et L10 (800-1000 mcd). L'angle de vue (2θ1/2) est typiquement de 140°. Le courant inverse (IR) est inférieur à 10 μA à VR = 5 V. La résistance thermique de la jonction au point de soudure (RthJ-S) est typiquement de 450 K/W.
2.2 Valeurs maximales absolues
À température ambiante de 25°C, la LED ne doit pas dépasser : Dissipation de puissance 68 mW, Courant direct 20 mA, Courant direct de crête (rapport cyclique 1/10, impulsion de 0,1 ms) 60 mA, Décharge électrostatique (HBM) 1000 V. Plage de température de fonctionnement -40 à +85°C, température de stockage -40 à +85°C, température de jonction 95°C. Il faut veiller à ce que la température de jonction ne dépasse pas la valeur maximale nominale.
3. Explication du système de groupement
3.1 Tension directe et flux lumineux (IF = 5 mA)
Le diagramme de chromaticité C.I.E. 1931 est utilisé pour le classement chromatique. La LED est disponible en plusieurs groupes chromatiques : GW10 à GW18, chacun défini par quatre coordonnées de coin (x,y). Les coordonnées chromatiques typiques se situent dans la région du blanc. Les groupes d'intensité lumineuse sont désignés par I00 (<350 mcd), J00 (350-530 mcd), K00 (530-800 mcd), L10 (800-1000 mcd). Tolérance pour la mesure de la tension directe ±0,1 V, coordonnées chromatiques ±0,005 et intensité lumineuse ±10%.
4. Analyse des courbes de performance
4.1 Tension directe en fonction du courant direct
Fig. 1-7 montre une courbe diode typique : la tension directe augmente lentement avec le courant ; à 5 mA, VF est d'environ 2,7-2,9 V, à 20 mA elle monte à environ 3,0-3,2 V.
4.2 Courant direct en fonction de l'intensité relative
Fig. 1-8 montre que l'intensité relative augmente presque linéairement avec le courant direct jusqu'à 20 mA, puis commence à saturer. À 5 mA, l'intensité relative est d'environ 0,35, à 20 mA d'environ 0,9.
4.3 Effets de la température
Fig. 1-9 (Température de la broche vs Intensité relative) montre que l'intensité relative diminue avec l'augmentation de la température ambiante ; une baisse d'environ 10 % à 85°C par rapport à 25°C. Fig. 1-10 (Température de la broche vs Courant direct) indique que le courant direct maximal autorisé doit être réduit à mesure que la température de jonction augmente ; à 100°C, le courant admissible est réduit à environ 15 mA.
4.4 Répartition spectrale
Fig. 1-12 montre le tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde. La LED émet une lumière bleue avec un pic autour de 450-460 nm et une lumière jaune convertie par phosphore couvrant 500-650 nm, produisant une lumière blanche avec une température de couleur corrélée (CCT) d'environ 6000K-7000K (blanc froid).
4.5 Diagramme de rayonnement
Fig. 1-13 illustre le diagramme de rayonnement. La LED a un profil d'émission de type lambertien avec une intensité chutant à 50 % à environ ±60° et proche de zéro à ±90°. Le large angle de vue de 140° garantit une bonne visibilité hors axe.
5. Informations mécaniques et d'emballage
5.1 Dimensions du boîtier
Le boîtier de la LED mesure 1,60 x 0,80 x 0,55 mm (L x l x H). La vue de dessus montre les dimensions 1,600 mm x 0,800 mm avec un décalage de l'emplacement de la puce LED. Hauteur de la vue de côté 0,55 mm. La vue de dessous montre deux plots de soudure : plot 1 (anode) et plot 2 (cathode). La polarité est indiquée sur la vue de dessous (Fig. 1-4).
5.2 Motifs de soudure
Gabarit de soudure recommandé (Fig. 1-5) : deux plots rectangulaires de 0,4 mm x 0,8 mm séparés par un espace de 0,5 mm ; largeur totale du plot 1,2 mm ; dimensions globales du motif 2,4 mm x 0,8 mm. Toutes les dimensions sont en mm, tolérance ±0,2 mm sauf indication contraire.
5.3 Identification de la polarité
Le côté cathode (négatif) est indiqué par un repère d'angle sur la vue de dessous. Dans le ruban de transport, le repère de polarité (cathode) est situé du côté du sens d'avancement.
6. Directives de soudure et d'assemblage
6.1 Profil de soudure par refusion
Le profil de refusion recommandé (Fig. 3-1) suit la norme IPC/JEDEC J-STD-020. Paramètres clés : Préchauffage : vitesse de montée ≤3°C/s jusqu'à 150-200°C, palier de 60 à 120 secondes. Refusion : vitesse de montée ≤3°C/s jusqu'à 217°C (TL), temps au-dessus de TL (tL) de 60 à 150 secondes, température de crête (Tp) maximale 260°C avec un temps de maintien ≤10 secondes. Vitesse de refroidissement ≤6°C/s. Temps total de 25°C à la crête ≤8 minutes. La soudure par refusion ne doit pas dépasser deux fois ; si plus de 24 heures s'écoulent entre deux soudures, un préchauffage sous vide peut être nécessaire.
6.2 Soudure manuelle
En cas de soudure manuelle, maintenez la température du fer en dessous de 300°C et le temps de contact inférieur à 3 secondes, et effectuez l'opération une seule fois.
6.3 Réparation
La réparation après soudure n'est pas recommandée. Si elle est inévitable, utilisez un fer à souder à double tête et vérifiez l'intégrité de la LED. N'appliquez aucune contrainte mécanique pendant le refroidissement.
7. Emballage et informations de commande
7.1 Spécification d'emballage
Emballage standard : 4000 pièces par bobine. Dimensions du ruban de transport : largeur 8,0 mm, pas 4,0 mm, largeur de cavité 1,55 mm, profondeur 0,68 mm. Dimensions de la bobine : diamètre extérieur 178 mm (A), moyeu 60 mm (C), trou d'axe 13,0 mm (D). Scellé dans un sac barrière à l'humidité avec dessiccant et indicateur d'humidité.
7.2 Informations sur l'étiquette
Chaque étiquette de bobine comprend : Numéro de pièce, Numéro de spécification, Numéro de lot, Code de groupe (flux lumineux, chromaticité XY, tension directe), Longueur d'onde, Quantité, Date. Les clients doivent spécifier les groupes souhaités lors de la commande.
7.3 Conditions de stockage
Avant ouverture du sac aluminium : stocker à ≤30°C / ≤75% HR jusqu'à 1 an à compter de la date de scellage. Après ouverture : stocker à ≤30°C / ≤60% HR jusqu'à 168 heures. Si ces conditions sont dépassées ou si l'indicateur d'humidité indique >60% HR, un préchauffage est nécessaire à (60±5)°C pendant ≥24 heures avant utilisation.
8. Recommandations d'application
8.1 Conception du circuit
Le courant par LED ne doit pas dépasser la valeur maximale absolue. Une résistance de limitation de courant est essentielle pour éviter l'emballement thermique dû à de faibles variations de tension. Assurez-vous qu'aucune tension inverse n'est appliquée pendant le fonctionnement ou la commutation pour éviter les dommages par migration.
8.2 Gestion thermique
La conception thermique est critique. La température de jonction de la LED doit rester inférieure à 95°C. Une surface de cuivre PCB suffisante et des vias doivent être utilisés pour dissiper la chaleur. Réduisez le courant direct si la température ambiante dépasse 25°C conformément à la Fig. 1-10.
8.3 Compatibilité environnementale
Les LED sont sensibles aux composés soufrés et halogénés. Le matériau en contact (par exemple, enrobage, adhésif, boîtier) doit contenir moins de 100 ppm de soufre total. Le brome et le chlore individuels doivent être inférieurs à 900 ppm chacun, le total Br+Cl inférieur à 1500 ppm. Évitez les matériaux qui libèrent des composés organiques volatils (COV) pouvant décolorer l'encapsulant silicone.
8.4 Protection contre les décharges électrostatiques
Sensibilité aux DÉS : HBM 1000 V. Utilisez une mise à la terre appropriée et des mesures antistatiques lors de la manipulation, de l'assemblage et des tests. Si la protection contre les DÉS est insuffisante, envisagez d'ajouter des diodes Zener en parallèle.
9. Résumé des tests de fiabilité
La LED a passé les tests de fiabilité standard selon JEDEC : Cycle de température (-40°C à 100°C, 100 cycles), Choc thermique (-40°C à 100°C, transitions de 15 min, 300 cycles), Stockage à haute température (100°C, 1000 h), Stockage à basse température (-40°C, 1000 h) et Test de durée de vie (25°C, 5 mA, 1000 h). Critères d'acceptation : variation de la tension directe ≤10% de la LSI, courant inverse ≤2x LSI, flux lumineux ≥70% de la LSI.
10. Foire aux questions
Q : Quel est le courant de fonctionnement recommandé pour une efficacité maximale ?
R : Bien que testée à 5 mA, la LED peut fonctionner en continu jusqu'à 20 mA. L'efficacité maximale se situe autour de 5-10 mA ; pour une luminosité plus élevée, utilisez 20 mA avec déclassement thermique. Utilisez une résistance pour régler le courant.
Q : Cette LED peut-elle être utilisée dans des applications extérieures ?
R : La LED elle-même est conçue pour -40 à +85°C, mais le boîtier n'est pas étanche à l'humidité. Pour une utilisation en extérieur, un revêtement conforme ou une encapsulation est recommandé.
Q : Quelle est la température de couleur typique ?
R : Les groupes chromatiques (GW10-GW18) correspondent à un blanc froid avec une température de couleur corrélée d'environ 6000-7000K. Pour un blanc chaud, d'autres références sont disponibles.
Q : Comment interpréter le code de groupe ?
R : Le code de groupe comprend le groupe de flux lumineux (ex. J00), le groupe chromatique (ex. GW14) et le groupe de tension directe (ex. G2). Faites toujours correspondre les groupes requis pour une couleur et une luminosité homogènes.
Terminologie des spécifications LED
Explication complète des termes techniques LED
Performance photoelectrique
| Terme | Unité/Représentation | Explication simple | Pourquoi important |
|---|---|---|---|
| Efficacité lumineuse | lm/W (lumens par watt) | Sortie de lumière par watt d'électricité, plus élevé signifie plus économe en énergie. | Détermine directement le grade d'efficacité énergétique et le coût de l'électricité. |
| Flux lumineux | lm (lumens) | Lumière totale émise par la source, communément appelée "luminosité". | Détermine si la lumière est assez brillante. |
| Angle de vision | ° (degrés), par exemple 120° | Angle où l'intensité lumineuse tombe à moitié, détermine la largeur du faisceau. | Affecte la portée d'éclairage et l'uniformité. |
| CCT (Température de couleur) | K (Kelvin), par exemple 2700K/6500K | Chaleur/fraîcheur de la lumière, valeurs inférieures jaunâtres/chaudes, supérieures blanchâtres/fraîches. | Détermine l'atmosphère d'éclairage et les scénarios appropriés. |
| CRI / Ra | Sans unité, 0–100 | Capacité à restituer avec précision les couleurs des objets, Ra≥80 est bon. | Affecte l'authenticité des couleurs, utilisé dans des lieux à forte demande comme les centres commerciaux, musées. |
| SDCM | Étapes d'ellipse MacAdam, par exemple "5 étapes" | Métrique de cohérence des couleurs, des étapes plus petites signifient une couleur plus cohérente. | Garantit une couleur uniforme sur le même lot de LED. |
| Longueur d'onde dominante | nm (nanomètres), par exemple 620nm (rouge) | Longueur d'onde correspondant à la couleur des LED colorées. | Détermine la teinte des LED monochromes rouges, jaunes, vertes. |
| Distribution spectrale | Courbe longueur d'onde vs intensité | Montre la distribution d'intensité sur les longueurs d'onde. | Affecte le rendu des couleurs et la qualité. |
Paramètres électriques
| Terme | Symbole | Explication simple | Considérations de conception |
|---|---|---|---|
| Tension directe | Vf | Tension minimale pour allumer la LED, comme "seuil de démarrage". | La tension du pilote doit être ≥Vf, les tensions s'ajoutent pour les LED en série. |
| Courant direct | If | Valeur du courant pour le fonctionnement normal de la LED. | Habituellement entraînement à courant constant, le courant détermine la luminosité et la durée de vie. |
| Courant pulsé max | Ifp | Courant de crête tolérable pour de courtes périodes, utilisé pour le gradation ou le flash. | La largeur d'impulsion et le cycle de service doivent être strictement contrôlés pour éviter les dommages. |
| Tension inverse | Vr | Tension inverse max que la LED peut supporter, au-delà peut provoquer une panne. | Le circuit doit empêcher la connexion inverse ou les pics de tension. |
| Résistance thermique | Rth (°C/W) | Résistance au transfert de chaleur de la puce à la soudure, plus bas est meilleur. | Une résistance thermique élevée nécessite une dissipation thermique plus forte. |
| Immunité ESD | V (HBM), par exemple 1000V | Capacité à résister à la décharge électrostatique, plus élevé signifie moins vulnérable. | Des mesures anti-statiques nécessaires en production, surtout pour les LED sensibles. |
Gestion thermique et fiabilité
| Terme | Métrique clé | Explication simple | Impact |
|---|---|---|---|
| Température de jonction | Tj (°C) | Température de fonctionnement réelle à l'intérieur de la puce LED. | Chaque réduction de 10°C peut doubler la durée de vie; trop élevée provoque une dégradation de la lumière, un décalage de couleur. |
| Dépréciation du lumen | L70 / L80 (heures) | Temps pour que la luminosité tombe à 70% ou 80% de l'initiale. | Définit directement la "durée de vie" de la LED. |
| Maintien du lumen | % (par exemple 70%) | Pourcentage de luminosité conservé après le temps. | Indique la rétention de luminosité sur une utilisation à long terme. |
| Décalage de couleur | Δu′v′ ou ellipse MacAdam | Degré de changement de couleur pendant l'utilisation. | Affecte la cohérence des couleurs dans les scènes d'éclairage. |
| Vieillissement thermique | Dégradation du matériau | Détérioration due à une température élevée à long terme. | Peut entraîner une baisse de luminosité, un changement de couleur ou une défaillance en circuit ouvert. |
Emballage et matériaux
| Terme | Types communs | Explication simple | Caractéristiques et applications |
|---|---|---|---|
| Type de boîtier | EMC, PPA, Céramique | Matériau de boîtier protégeant la puce, fournissant une interface optique/thermique. | EMC: bonne résistance à la chaleur, faible coût; Céramique: meilleure dissipation thermique, durée de vie plus longue. |
| Structure de puce | Avant, Flip Chip | Agencement des électrodes de puce. | Flip chip: meilleure dissipation thermique, efficacité plus élevée, pour haute puissance. |
| Revêtement phosphore | YAG, Silicate, Nitrure | Couvre la puce bleue, convertit une partie en jaune/rouge, mélange en blanc. | Différents phosphores affectent l'efficacité, CCT et CRI. |
| Lentille/Optique | Plat, Microlentille, TIR | Structure optique en surface contrôlant la distribution de la lumière. | Détermine l'angle de vision et la courbe de distribution de la lumière. |
Contrôle qualité et classement
| Terme | Contenu de tri | Explication simple | But |
|---|---|---|---|
| Bac de flux lumineux | Code par exemple 2G, 2H | Regroupé par luminosité, chaque groupe a des valeurs lumen min/max. | Assure une luminosité uniforme dans le même lot. |
| Bac de tension | Code par exemple 6W, 6X | Regroupé par plage de tension directe. | Facilite l'appariement du pilote, améliore l'efficacité du système. |
| Bac de couleur | Ellipse MacAdam 5 étapes | Regroupé par coordonnées de couleur, garantissant une plage étroite. | Garantit la cohérence des couleurs, évite les couleurs inégales dans le luminaire. |
| Bac CCT | 2700K, 3000K etc. | Regroupé par CCT, chacun a une plage de coordonnées correspondante. | Répond aux différentes exigences CCT de scène. |
Tests et certification
| Terme | Norme/Test | Explication simple | Signification |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Test de maintien du lumen | Éclairage à long terme à température constante, enregistrant la dégradation de la luminosité. | Utilisé pour estimer la vie LED (avec TM-21). |
| TM-21 | Norme d'estimation de vie | Estime la vie dans des conditions réelles basées sur les données LM-80. | Fournit une prévision scientifique de la vie. |
| IESNA | Société d'ingénierie de l'éclairage | Couvre les méthodes de test optiques, électriques, thermiques. | Base de test reconnue par l'industrie. |
| RoHS / REACH | Certification environnementale | Assure l'absence de substances nocives (plomb, mercure). | Exigence d'accès au marché internationalement. |
| ENERGY STAR / DLC | Certification d'efficacité énergétique | Certification d'efficacité énergétique et de performance pour l'éclairage. | Utilisé dans les achats gouvernementaux, programmes de subventions, améliore la compétitivité. |